綠色建筑中暖通空調(diào)設計

李嫄 徐飽歧

摘要：綠色建筑提倡以人為本，是一種親近環(huán)境、自然舒適、健康安全的而且是有效利用資源和能源的一種建筑。本文針對綠色建筑暖通空調(diào)設計中的問題，提出了自己的看法。

關鍵詞：綠色；暖通；節(jié)能；設計

前言

綠色建筑指的是充分利用可再生的材料和能源，將自然環(huán)境和文化傳統(tǒng)緊密的結合起來，以保證居住者身體健康，這是對堅持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念體現(xiàn)。美國實驗與材料協(xié)會(ASTM)的綠色建筑定義是：“住宅、民用和工業(yè)建筑當中，常以負責的態(tài)度并用細心保護環(huán)境的手法，設計、施工、運用、修改、廢棄的構造物。”

一、 綠色建筑暖通空調(diào)設計堅持原則

1.節(jié)省原則：其包括在整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)涉及的制冷機、水泵、風機以及控制系統(tǒng)等方面的初投資過程中對原材料以及能源涉及材料的運行費用的節(jié)省,其應涉及整個空調(diào)通風系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié),而不是其中某個環(huán)節(jié),對于新型的綠色建筑來說其暖通空調(diào)系統(tǒng)還應充分與建筑物圍護結構、室內(nèi)照明等與暖通空調(diào)系統(tǒng)之間的相互關系。

2.回用原則：綠色建筑設計的暖通空調(diào)系統(tǒng)中各部分具有相對的獨立性,其大部分可以拆卸,在其經(jīng)過一段時間運行甚至報廢后,其中的諸如管材、運行設備中的部分非運轉件等部分設備及材料經(jīng)過維修、保養(yǎng)以及清洗等過程仍可回收再利用。

3.廣回收原則：廣回收應包括暖通空調(diào)系統(tǒng)中的零部件和材料的回收,與回用的區(qū)別是其指對零部件及材料進行分門別類的回收,并非籠統(tǒng)的回收,比如對系統(tǒng)管道、設備報廢后其在拆散或維修過程中對拆卸下來的零件進行系統(tǒng)回收。

4.循環(huán)原則：對暖通空調(diào)系統(tǒng)中設計的材料設備等進行回收、回用等后將廢料送到專門的工廠進行再生，從而實現(xiàn)原料——產(chǎn)品——廢料——原料為閉環(huán)的良性循環(huán),而對于諸如玻璃鋼、巖棉等不能回收或回收利用成本過高的產(chǎn)品在設計過程中則應最大限度的限制其使用量。

二、具體設計問題分析

暖通空調(diào)系統(tǒng)是綠色建筑的主要耗能大戶，在設計主要需要注意的就是節(jié)能設計，減少能耗，下面主要從節(jié)能角度分析綠色建筑的暖通空調(diào)設計。

1、改善建筑維護結構的保溫性能，減少冷熱損失

我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結構的空調(diào)負荷占有很大比例， 而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結構的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設計規(guī)范和標準中，首先要求的就是提高維護結構的保溫隔熱性能。提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環(huán)境平均輻射溫度進行的，人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度，甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的，勢必帶來許多問題，如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎。如果采用舒適性評價指標即體感指標作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，如采用PMV-PPD指標對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控，可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。

2、減少熱媒介輸送過程中的能源消耗的設計

暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計應在各環(huán)節(jié)上減少能源的消耗，從具體的設計和運環(huán)節(jié)出發(fā) ， 建立整體的節(jié)能空調(diào)體系。熱媒介輸送系統(tǒng)的節(jié)能設計應在材料的選擇熱能輸送系統(tǒng)等方面的設計上實現(xiàn)。熱媒介輸送系統(tǒng)應選擇新型的保溫材料，如用熱水預制保溫的直埋管等措施，從而減少熱能在運輸過程中的損失。還應利用算機系統(tǒng)對空調(diào)供暖系統(tǒng)進行全面測試，并采用平衡閥以及智能管網(wǎng)，實現(xiàn)對管流量的科學分配和有效管理，通過提高傳輸效率實現(xiàn)節(jié)能。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計應建立有效的動力傳輸系統(tǒng)，從而能實現(xiàn)對動力系統(tǒng)的優(yōu)化設計和施工，為建立效的空調(diào)系統(tǒng)的施工和節(jié)能奠定良好的基礎。動力系統(tǒng)可選擇效率較高、負荷特好，具有大溫差、低流速以及低摩阻的動力供應管道，運用輸送效率較高的載能的動力設備，有效提高輸送效率，建立節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)運行模式。

3、空調(diào)系統(tǒng)中的熱回收利用

空調(diào)系統(tǒng)中熱回收是空調(diào)節(jié)能的又一種新思路，即利用換熱方法將空調(diào)系統(tǒng)中廢棄的熱量重新回收利用起來。具體方法是在風系統(tǒng)中使用新風換氣機等熱回收裝置，使用排除的室內(nèi)低溫(高溫)空氣對引進的室外新風進行預加熱，據(jù)目前國內(nèi)此類廠家的檢測，換熱效率一般可達70％以上，大大減少了用于處理新風的冷熱量損失。空調(diào)水的熱回收利用是對制冷機的冷凝器稍作改動，就可以同時供應35℃～40℃的熱水。不需要或用不完熱水時，可以從冷卻塔排出；大量供熱水時，由于進水由自來水補充，水溫較低，還會使制冷量適當增加，不會有負面影響，同時可以有效地減少排放的熱量對大氣的熱污染，可以說是一舉數(shù)得。對已有的制冷機而言，改造工作量很小，這種設備在國外已有大量的應用。

1）新風系統(tǒng)變頻變風量控制

包括主送風機、和樓層新風機。在夏季中央空調(diào)運行過程中，主機40％的能耗用于冷卻新風，因此，對新風量進行合理的調(diào)節(jié)，可以使主機消耗功率降低。新風的作用是為樓宇提供清潔、衛(wèi)生的新鮮空氣，保障樓宇環(huán)境的健康舒適，但是樓宇外部氣溫高或濕度大時新風過多會將更多的外部熱濕空氣帶入樓宇，增加主機制冷功率、運行時間和新風設備電能消耗：外部氣候涼爽時新風減少不利于涼爽空氣進入樓宇，也會增加主機的制冷功率和運行時間；而冷天新風過多會使樓字過冷，不利于新風機節(jié)能。因此通過計算機對樓宇內(nèi)外環(huán)境溫度、濕度、焓值及空氣品質(zhì)的檢測，在每年的不同季節(jié)、每天的不同時刻利用變頻裝置對新風機進行轉速調(diào)節(jié)，可以便新風系統(tǒng)明顯地節(jié)能。

2）空調(diào)機變頻變風量控制

空調(diào)設備至少有10％設計余量，因此根據(jù)空調(diào)機制冷區(qū)環(huán)境溫度，在50％～90％范圍內(nèi)對空調(diào)機進行交頻調(diào)速，可使空調(diào)機動態(tài)節(jié)能27％～78％。另外由于變頻調(diào)節(jié)時風機電流大幅降低，功率因數(shù)提高到1，風機發(fā)熱率可降低70％以上，使用壽命延長3～5倍。并且可以使樓宇內(nèi)“忽冷、忽熱、過冷、過熱”現(xiàn)象將不再出現(xiàn)。

3）排風機變頻變風量控制(或定時開停控制)

排風機的作用和新風機相反，是將樓宇內(nèi)的污濁空氣排出，其運行條件是對空氣品質(zhì)的測量數(shù)據(jù)。因此，在樓宇內(nèi)加裝空氣品質(zhì)傳感器，根據(jù)空氣品質(zhì)決定排風機的變頻轉速(即排風量)或起、停，至少可使排風機節(jié)能27％～78％，并同時減少冷量散失。

4）冷卻塔風機變頻變風量控制

冷卻風機作用是對冷卻水進行冷卻。由于冷卻塔安裝位置遠離值班室，操作人員往往在停止冷卻塔時忽略關閉冷卻塔進出水閥門，造成停開冷卻塔進出水短路，影響散熱效果，采用電動閥成本接近變頻器但無節(jié)能效果。因此根據(jù)冷卻回水溫度對冷卻風機進行變頻風量調(diào)節(jié)，不但不出現(xiàn)上述情況，而且可使冷卻風機節(jié)能。

三、結語

建筑是人類生存的居所，是人類生存的物質(zhì)所在。建筑是環(huán)境的重要組成部分，它要與周圍的環(huán)境和諧的存在，這樣才能有美得價值所在。在新時代，綠色建筑的概念深入人心，它可以滿足人們對居住條件的舒適性、健康性、節(jié)約性。所以綠色建筑是人類建筑史上的巨大飛躍。它可以有效的減少環(huán)境資源的浪費，滿足整個地球的可持續(xù)發(fā)展的目標。

參考文獻

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